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先天性失明的新疗法

研究显示了一种逆转哺乳动物遗传失明的新方法

感光细胞是视网膜(眼睛后部)中的细胞,当激活时会向大脑发送信号。视锥细胞是白天视力、颜色感知和视觉敏锐度所必需的。当眼部疾病发展到后期时,这些视锥细胞就会消失。就像我们的脑细胞一样,感光细胞不会再生,即一旦成熟,它们就会停止分裂。因此,这些细胞的破坏会削弱视力,有时甚至导致失明。美国国立卫生研究院国家眼科研究所支持的研究人员已成功治愈 先天性失明 通过重新编程视网膜中的支持细胞(称为 Müller 神经胶质细胞)并将它们转化为杆状光感受器,在他们的研究中对小鼠进行了研究。 自然. 这些杆是一种光感受器细胞,通常用于弱光下的视觉,但它们也被视为保护锥光感受器。 研究人员了解到,如果这些视杆细胞能够在眼睛内部再生,这对许多眼睛来说是一种可能的治疗方法。 疾病 其中主要是光感受器受到影响。

长期以来,Müller 神经胶质细胞在斑马鱼等其他物种中具有强大的再生潜力,这是一种很好的研究模式生物。 Müller 神经胶质细胞分裂和再生以响应斑马鱼两栖动物眼睛的损伤。 它们还转化为光感受器和其他神经元并替换受损或丢失的神经元。 因此,即使在视网膜受到严重损伤后,斑马鱼也能再次看到。 相比之下,哺乳动物的眼睛不会以这种方式自我修复。 Müller 胶质细胞确实支持和滋养周围的细胞,但它们不会以这种速度再生神经元。 受伤后,仅能重建极少量的细胞,这可能并不完全有用。 在进行实验室实验时,哺乳动物 Müller 神经胶质细胞可以模仿斑马鱼中的神经胶质细胞,但只有在视网膜组织受到一些损伤之后,这是不可取的,因为它会适得其反。 科学家们正在寻找一种方法来重新编程哺乳动物穆勒神经胶质细胞,使其成为一种杆状光感受器,而不会对视网膜造成任何伤害。 这就像哺乳动物自身的“自我修复”机制。

在重编程的第一步中,研究人员向小鼠的眼睛注射了一种基因,该基因会激活 β-连环蛋白,从而触发穆勒神经胶质细胞分裂。 在几周后完成的第二步中,他们注入了刺激新分裂细胞成熟为杆状光感受器的因子。 然后使用显微镜目视追踪新形成的细胞。 这些新的棒状光感受器在结构上与真实的相似,它们可以检测入射光。 此外,还形成了突触结构或网络,允许杆与视网膜内的其他细胞相互连接,以便将信号传递到大脑。 为了测试这些视杆光感受器的功能,我们在患有先天性失明的小鼠身上进行了实验——天生失明的老鼠缺乏有效的视杆光感受器。 虽然这些盲鼠确实有视杆细胞和视锥细胞,但它们缺乏的是两个关键基因,它们允许光感受器传递信号。 杆状光感受器在盲鼠中以类似方式发育,具有与正常小鼠相似的功能。 当这些小鼠暴露在光线下时,在接收视觉信号的部分大脑中可以看到活动。 因此,新的杆已经连接起来,成功地将信息传输到大脑。 仍然需要分析新杆是否在视网膜细胞不能正确连接或相互作用的患病眼中正常发育和发挥作用。

与其他可用的治疗方法(例如将干细胞插入视网膜以进行再生)相比,这种方法的侵入性或破坏性更小,是该领域向前迈出的一步。 正在进行实验以评估天生失明的老鼠是否恢复了执行视觉任务的能力,例如在迷宫中奔跑。 在这一点上,老鼠似乎感知到了光,但无法辨认出形状。 研究人员希望在人类视网膜组织上测试这项技术。 这项研究推动了我们对由遗传性眼病(如色素性视网膜炎、年龄相关疾病和损伤)引起的失明的再生疗法的努力。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

姚克等。 2018. 哺乳动物视网膜中杆状光感受器从头发生后的视力恢复。 自然https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3

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